Uniones de Estructuras Metalicas

Estructuras Metálicas I. II. III. IV. V.

Medios de unión Elementos compuestos Ejecución de nudos y apoyos Estructuras reticulares (armaduras) Naves industriales

Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III. Ejecución de nudos y apoyos IV. Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales

Remaches y tornillos Soldadura Tornillos de alta resistencia

Medios de Unión / Remaches y Tornillos

Medios de Unión / Remaches y Tornillos

Medios de Unión / Remaches y Tornillos Cálculo:

Cortadura del roblón Aplastamiento de la chapa Resistencia de la sección (mermada) de chapa

Medios de Unión / Remaches y Tornillos ... la cosa se complica ...



Medios de Unión / Soldadura

σ III

rotura

plastificación

σ II

σI

Medios de Unión / Soldadura Cálculo:

Tensiones en la sección de la “garganta”



Medios de Unión / Tornillos de Alta Resistencia No trabajan a cortadura, sino a tracción: El apriete es tan grande que la unión se mantiene por el rozamiento entre las placas (µ=1.07)


Pilares compuestos Vigas armadas Vigas de alma aligerada

Elementos Compuestos / Pilares compuestos

Elementos Compuestos / Pilares compuestos (ejemplos)



Elementos Compuestos / Vigas Armadas

Elementos Compuestos / Vigas Armadas • Solicitaciones grandes: puentes, estructuras grandes... • Espesores (=10% del canto aprox) < 15 ó 20 mm por soldabilidad • Roblonadas o atornilladas • Posible: montantes (rigidizadores) en el alma, para abolladura • Posible: rigidizadores longitudinales adicionales

Elementos Compuestos / Vigas Armadas Cálculo: • Pandeo ala comprimida • Unión ala – alma: esfuerzo rasante: σyx • Pandeo lateral o “vuelco” - Interviene el “módulo de torsión” • Abolladura del alma

Hipótesis en el recuadro: σxx = Ay+B & σxy = cte.



Elementos Compuestos / Vigas de alma aligerada

Cálculo: como aporticado continuo sin sustentación (viga Vierendell), & simplificaciones. Cada recuadro añade 3 incógnitas hiperestáticas.


Nudos en Vigas y Columnas Nudos en Armaduras Apoyos y Bases de Pilares

Nudos y Apoyos / Nudos en Vigas y Columnas (rígidos)

(empalme)

Nudos y Apoyos / Nudos en Vigas y Columnas (semirrígidos)

Nudos y Apoyos / Nudos en Vigas y Columnas (articulados)

Nudos y Apoyos / Nudos en Vigas y Columnas (articulados)



Nudos y Apoyos / Nudos en Armaduras Sin Cartela:

Con Cartela:

- Mejor sin Cartela, cuando sea posible. - Coincidencia de los ejes de las barras: más importante cuanto menos rigidez tengan los perfiles.

Nudos y Apoyos / Nudos en Armaduras (ejemplos)

MAL:



Nudos y Apoyos / Apoyos y Bases de Pilares Placa de apoyo ( ~ móvil: lubricado µ=0.3)

Refuerzo para grandes vuelos:

Nudos y Apoyos / Apoyos y Bases de Pilares Apoyo de neopreno (móvil).

Nudos y Apoyos / Apoyos y Bases de Pilares Aparatos de apoyo

Nudos y Apoyos / Apoyos y Bases de Pilares Bases de pilares


Tipología

Estructuras Reticulares (armaduras) Cordón superior Diagonal extrema

Montantes

Diagonales

Cordón inferior

Estructuras Reticulares (armaduras)

Luces moderadas. Diagonales generalmente a tracción (ventaja)

Luces moderadas. Diagonales generalmente a compresión (desventaja)

Luces pequeñas y medianas. Mejor estética que las anteriores (menos tupida).


Para grandes luces


Secciones cajón, resistentes a torsión. Arriostramientos superior e inferior.


CERCHA INGLESA

CERCHA BELGA

Estructuras Reticulares: Cubiertas en diente de sierra. Ventaja: aprovechamiento luz natural Hay diversas formas constructivas para evitar poner un pilar en cada triángulo.

Estructuras Reticulares (armaduras) Algunos cordones usados en cerchas

Estructuras Metálicas I. Medios de unión II. Elementos compuestos III.Ejecución de nudos y apoyos IV.Estructuras reticulares (armaduras) V. Naves industriales

Cubierta Naves con cercha Naves con pórtico Entramados

Naves Industriales / Cubierta

Naves Industriales / Cubierta Cercha o Pórtico – Correa – Tirante – Cabio – Listón – – Cerramiento (paneles, pizarra, teja, cristales, etc.)

Naves Industriales / Cubierta PLANCHAS ONDULADAS DE FIBROCEMENTO, DE ALUMINIO O DE ACERO GALVANIZADO

Generalmente sobre las correas, que se ponen cada 1.2m aprox. Con “Pernos acodillados” para sujetarlas a las correas.

Naves Industriales / Cubierta LISTONES: Para teja árabe o teja plana. Listón cada 30 cm aprox. (lo que requiera la teja) Generalmente de madera, 2.5cm x 5cm O de acero: perfiles L pequeños (3.5 ó 4cm de lado) Si hay listones (y cabios), la separación entre correas se aumenta (2-3m). Los cabios se separan 1m aprox.

Naves Industriales / Cubierta TIRANTES: Para disminuir el My de la correa, acortando la longitud de flexión en y. - De redondo o de pletina. - Lo mas próximos posible al ala superior de la correa - La distancia entre ellos depende de la distancia entre cerchas, del Iy de la correa y de la componente py de la carga de nieve y propia.

Naves Industriales / Cubierta Un ejemplo: Longitud de flexión en z de las correas ~ 6m. En “y” se acorta a 2m gracias a los tirantes.

Naves Industriales / Cubierta Fijación de las correas a la cercha (o al pórtico).

Naves Industriales / Cubierta - Cálculo de las correas: Flexión “esviada”. Viga continua. Carga uniforme (!!) - EA-95: Anejo 3.A.2: Fórmulas generales flexión (se han deducido en clase). - Acciones: peso elementos de cubierta + nieve + viento:

-Si la separación entre cerchas es mayor de 8m aprox, se pueden usar vigas en celosía (3D) como correas.



Naves Industriales / Naves con Cercha Si la cubierta es ligera, pueden apoyarse las correas en las barras de la cercha. Para que resista la flexión, el cordón superior debe ser por ej.: Cálculo: Se reparte carga intermedia en los nudos vecinos, y se hace Cremona igual. En la comprobación a pandeo del cordón, se incluye la flexión (EA-95 3.2.9.2).

Naves Industriales / Naves con cercha Si la cubierta es más pesada (tiene cabios, listones, tejas etc), las correas deben situarse sobre los nudos de la cercha. La cercha puede apoyar sobre: Columna metálica / Columna de hormigón / Muro de carga Los apoyos suelen ser fijo – móvil: Evita acciones a los pilares. Entre las cerchas se ponen arriostramientos en el plano del faldón. Entre otras cosas, para que las cerchas no caigan “como un dominó”.



Naves Industriales / Naves con Pórtico Más altura útil (gálibo). Mejor estética. Más apto para puentes grúa.

Naves Industriales / Naves con Pórtico. Formas muy variadas

Naves Industriales / Naves con Pórtico. Momentos máximos:

Nudo de esquina:

Naves Industriales / Naves con Pórtico - No es raro calcularlas en régimen plástico - Suelen tener sección variable - Biempotrados: - Menores momentos máximos - Mayor rigidez al viento, seísmos, puentes grúa... - Biarticulados / Triarticulados: - Cimentación mas sencilla - Menores (o nulas) tensiones por ∆ temperatura

Naves Industriales / Naves con Pórtico: Puentes grúa - Acciones dinámicas, cambiantes, en las tres direcciones - Importante: empuje de frenado longitudinalmente a la nave



Naves Industriales / Entramados Naves pequeñas: puede hacerse pared resistente. Naves grandes, o si se quiere cerramiento lateral ligero: Entramado metálico que soporta un cerramiento de paneles. -Importante viento: VIGA CONTRAVIENTO

Naves Industriales / Entramados La “viga contraviento” puede ser el propio arriostramiento del faldón.

Naves Industriales / Entramados

Naves Industriales / Entramados: Entramados laterales. -Para viento frontal y acción puente grúa:

- Para viento lateral:

Naves Industriales / Entramados. CÁLCULO: - Vigas horizontales en fachada y lateral como vigas continuas: apoyos en las columnas. - Los “pilares” intermedios, en frontal o lateral, como vigas empotradas (o apoyadas) en la cimentación, y apoyadas en cada viga contraviento. - La viga contraviento en el plano del faldón, prescindiendo de las diagonales a compresión, y apoyada en los entramados laterales. - La viga contraviento de fachada, como viga en celosía usual apoyada en los entramados laterales.

THE END

Elementos Compuestos / Pilares compuestos Cálculo columna compuesta:

Cálculo presillas:

- Menor resistencia a pandeo que un perfil análogo de alma llena.

Cortante + Flector

- Se define una “Esbeltez Complementaria λ1” Cálculo unión por celosía: 2 2 λ calculo = λ perfil + λ compuesto 1

Axil.

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